Raspberry Pi クラスタ構築

いくつかの理由から自宅にラズパイクラスタを作ろうと思います。サーバなら何でもよかったのだけれど、コスト面でラスパイクラスタになりました。

このページは、4台のraspiにssh接続するところまでです。（クラスタの意味….）

構築したい理由

構築後にやりたいことが複数あるため、構築したラスパイクラスタを運用する気はありません。必要ならOSの焼き直しも辞さない予定です。

• ネットワークの勉強を実機でしたい
  • スイッチ・ルータの設定
  • VLAN
  • STP
  • etc…
• 分散処理の勉強がしたい
  • Hadoop
  • Spark
• コンテナオーケストレーションツールを試してみたい
  • Docker Swarm
  • kubernetes

必要なもの

以下のものを準備しました。購入したものは全部で約4万？

• サーバ：raspi3 x4
  • 追記 – 記事はraspi3で構築していますがraspi4でも方法は同様です
• microSD x4
• スイッチ：NETGEAR GS108T
• LANケーブル x5
  • ケーブルの長さを調節したかったので自作した
  • もちろん、普通に購入でもOK
• microUSBケーブル x4
  • 自宅にあったものを利用
• 5ポートのUSB電源アダプター
• HDMIケーブルとキーボード
  • 初期設定時のみ必要
  • 自宅にあったものを利用

ネットワーク構成図

この図は自宅のネットワーク構成図全体で、緑の部分が作成したラスパイクラスタ（図中に8台まで拡張可能と書いてあるけれど、実際はスイッチのポートの関係で7台まで）

ラズパイクラスタ接続

購入したもの、記念写真１

購入したもの記念写真２

raspiをM3のスペーサで接続（M3だとそのままだとはまらなかったため、raspi3側の穴にタップを切った）

接続イメージをこんな風にしたい

LANケーブル、コネクタ、カバーから、専用工具（圧着）とニッパーで思った長さのLANケーブルをつくる。

LANケーブルをスイッチに接続、電源を接続。

ラズパイセットアップ

今回は、「RASPBIAN STRETCH WITH DESKTOP」でなく「RASPBIAN STRETCH LITE」を利用しました。違いはこちらのサイト(少し情報が古いですが…)がわかりやすいです。主に、Xサーバ（デスクトップ環境）があるかどうかですね。

NOOBSを使わないのは、raspi4台それぞれがネットワーク経由でイメージをダウンロードするのに時間がかかりそうだったためです。

セットアップ自体は、公式のガイドに従いました。https://www.raspberrypi.org/documentation/installation/installing-images/README.md

1. 【Windows】イメージのダウンロード
   1. 公式サイトから「RASPBIAN STRETCH LITE」のZIPをダウンロード（展開不要）
   2. 公式リンク：https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
2. 【Windows】Etcherを使ってimageをSDに書き込む
   1. 上記ZIPイメージを選択
   2. SDデバイスを選択
   3. 書き込み
3. 【ラズパイ】raspi3にSDを挿入
   1. 挿入後に電源を入れる
4. 【ラズパイ】初期rootユーザでログイン
   1. ユーザ：pi
   2. パスワード：raspberry
5. 【ラズパイ】raspi-configでSSHを有効
   1.  Interfacing Optionsを選択
   2. P2 SSHを選択
   3. 有効にするか聞かれるので「YES」
6. 【Windows】ルータの設定
   1. raspi3でifconfigしてmacアドレスを確認
      1. （実際は同じネットワークないからarp-scanした）
   2. ブラウザからルータの設定画面を開き、DHCPの固定割当設定を実施
      1. 今回は192.168.0.21から192.168.0.24を利用
   3. raspi3を再起動
      1. sudo reboot
   4. ifconfigでeth0のIPが変わったことを確認
7. 【Windows】SSHしてみる
   1. 別のPCから「ssh pi@192.168.0.21」
   2. ログインできたら完了

おまけ：tmuxでmulti-ssh

構築した4台のraspi3にtmuxで同時接続